La résonance en intensité est atteinte pour une y2=Vs impédance minimale, c'est à dire pour Zmin=R. On aura alors intensité et tension en phase. 110 Ω On trouve la fréquence de résonnance en mode Lissajous (XY sur oscillo). Faire également un calcul d'erreur. L'erreur sur la fréquence ∆f est déterminée de cette façon: à partir de la fréquence de résonance, on diminue f pour avoir encore l'impression que u et i en phase. La borne supérieure est déterminée de la même façon. Montage n° 20 Mesure de la capacité d`un condensateur par - Tir À L'Arc. ∆C/C=2∆f/f + ∆L/L III. Mesure par équilibrage d'un pont de Sauty-Wien Principe: le pont est équilibré (UAB=0) quand les produits croisés des impédances sont égaux. On fait varier C0 (boîte à boutons) jusqu'à équilibrer le pont. (voltmètre à masser flottante) Attention à travailler à des fréquences faibles pour rester dans les limites de l'appareil de mesure. 1 On prend R1=R2=1 kΩ d'où Cx=C0 On travaille à f=500 Hz. C=0, 5µF IV. A R1 Cx V R2 C0 B ≈ Mesure par comparaison Bellier p. 120. On prendra R=1kΩ Conclusion On a vu dans ce montage, différentes méthodes pour mesurer la capacité d'un condensateur.
Ordre de grandeur de εr? εr=80 pour l'eau à T ambiante. 5. Types de condensateurs: • électrochimiques (diélectrique = électrolyte=acide borique généralement. Ils sont polarisés. Si on les branche dans le mauvais sens, on électrolyse l'électrolyte et ça explose!!!. On ne peut donc pas les utiliser en alternatif. Ils ont une capacité importante, donc sont très utilisés pour le stockage d'énergie. Tp mesure de la capacité d un condensateur au. Par contre, faible précision sur la valeur de C) • céramique (diélectrique = céramique – bon comportement en fréquence) • plastiques (bon comportement en fréquence) 6. Ordre de grandeur des capacités? le + gros: 1F (e très petit, mais attention, si on met une grande tension, C va devenir conducteur d'où E<5V). les + gros condos sont polarisés mais la tension d'utilisation sera faible. 7. Discontinuité de i: attention à la pointe de courant à la charge de C (i=E/R). Ces courants très grands peuvent être destructeurs. 8. Condensateur idéal: intensité en avance de π/2 par rapport à la tension. Un condensateur réel a un comportement inductif en haute fréquence.
On affiche le résultat de mesure à l'aide du moniteur série dans le menu « Outils ». Le langage de programmation Arduino permet de faire figurer des commentaires qui sont précédés d'une double barre oblique ( slash en anglais): « // ». La ligne à ce moment-là n'est pas exécutée. Pour qu'elle le soit, il faut supprimer les slashs. Sur la première ligne du programme est écrit: // nombre de millisecondes entre chaque mesure long interval =; Cliquez ici pour retrouver le programme Arduino Questions préliminaires (10 minutes conseillées) On souhaite obtenir une courbe pour la charge d'environ points. 1. Calculer l'ordre de grandeur du temps nécessaire à la charge complète du condensateur. 2. Proposer une valeur du nombre de millisecondes entre deux mesures à la place des ms indiquées dans le doc. 5 (⇧). Appel n°1 Appeler le professeur pour lui présenter votre proposition, ou en cas de difficulté. Acquisition des données (15 minutes conseillées) 3. TP Physique Charge et décharge d'un condensateur+ compte rendu - TP Physique - ExoCo-LMD. Réaliser le montage présenté dans le doc. 1 (⇧) afin d'étudier la charge du condensateur avec le résistor de résistance connue.
Exemple: la permittivité diélectrique de l'air est ε = 8, 9 × 10 − 12 F · m − 1. II Capteurs capacitifs Le principe d'un capteur capacitif repose sur le fait qu'une grandeur physique (pression, accélération…) engendre une variation de la distance séparant les armatures A et B d'un condensateur et donc une variation de sa capacité. Moyennant un étalonnage préalable, la mesure de la capacité permet une détermination indirecte de la grandeur physique recherchée. Exemple: capteur de pression. Déterminer les caractéristiques d'un condensateur Le condensateur représenté ci-après est constitué d'un enroulement de deux feuilles métalliques et de deux feuilles d'isolant d'épaisseur 57 µm. Ce condensateur a la forme d'un cylindre de 24 mm de diamètre et 50 mm de long. Il est assimilable à un condensateur plan constitué de deux armatures planes de surface S et séparées par une feuille d'isolant d'épaisseur e. TP Physique N 06C, charge d'un condensateur, correction, terminale S, tstp06phc. (Une seconde feuille d'isolant évite que les deux armatures soient en contact). Sa capacité s'exprime par la relation: C = ε S e avec ε = 3, 8 × 10 − 11 F · m − 1.
On comprend aisément l'intérêt d'enrouler les feuilles pour réduire l'encombrement du condensateur.
Prédire ce qui se produit quand l'interrupteur K est en position 1. 3. Prédire ce qui se produit quand K passe en position 2. 3. 3 Mesures On souhaite réaliser l'acquisition numérique de la décharge du condensateur. Figure 2 – Modélisation d'un condensateur On montre que si le condensateur est chargé initialement sous la tension u0 alors la tension uC (t) à un instant t s'écrit: t uC (t) = u0 e− τ avec τ = Rf C 1. Evaluer la durée typique de la décharge du condensateur dans la résistance R (le condensateur artisanal a une capacité de l'ordre de quelques nF). En déduire la durée d'acquisition à choisir. Choisir également une fréquence d'échantillonnage adaptée. 2. Tp mesure de la capacité d un condensateur sur. Quelle est l'allure du signal uC (t) attendue? Régler alors de façon pertinente le déclenchement de l'acquisition (source, tension-seuil, front montant ou descendant). 3. Procéder à l'acquisition du signal uC (t). La durée de la décharge est-elle celle attendue? Rechercher la valeur de la résistance d'entrée de la carte d'acquisition et chercher à comprendre ce qui se produit.